DE520424C - Umschaltvorrichtung fuer mit getrennten Vorschub- und Arbeitszylindern versehene hydraulische Pressen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf hydraulische Pressen, bei denen der Hub des Preßstempels bis auf das Preßgut — der sogenannte leere Vorhub — durch besondere Vorschubkolben erfolgt, die zusammen mit dem Arbeitskolben an dem Preßstempel angreifen. Die Vorschubkolben bewirken bei diesen Pressen nicht nur eine schnellere Vorbewegung des Preßstempels, sondern auch eine Ersparnis an Hochdruckwasser, da der Arbeitszylinder während des Leerhubes zunächst nur mit ungespanntem Wasser vorgefüllt zu werden braucht.

Es sind bereits Pressen dieser Art bekannt, die durch eine einstufige Druckwasserquelle betrieben werden und bei denen nach beendetem Leerhub eine selbsttätige Umschaltung auf die Hauptpressung durch den Widerstand des Preßstempels an dem Preßgute beso wirkt wird, und zwar wird dabei die im Arbeitszylinder entstehende Drucksteigerung zur Einleitung der Umschaltung benutzt. Hierbei wird während des Leerhubes der Arbeitszylinder in bekannter Weise, z. B. von einem Hochbehälter aus, entsprechend der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens mit Wasser gefüllt und nach beendetem Leerhub an die Druckwasserleitung angeschlossen. Diese Pressenbauart hat gegenüber anderen, bei denen die Vorschubzylinder von einer anderen Druckwasserquelle als die Arbeitszylinder gespeist werden und die infolge der notwendigen Verwendung von Mehrstufenpumpen oder mehrerer Akkumulatoren verhältnismäßig teuer und umständlich sind, den Vorteil, daß Pumpen mit einer Druckstufe verwendet werden können. Den bisher bekannt gewordenen Ausführungsarten der mit Umschaltvorrichtung versehenen Pressen mit besonderen Vorschubzylindern haften jedoch noch folgende Nachteile an.

In vielen Fällen muß der höchste Arbeitsdruck im Arbeitszylinder verändert werden können, entweder weil man mit verschiedenen spezifischen Preßdrücken arbeiten will, oder aber bei dem gleichen erforderlichen Preßdruck die Angriffsfläche des Preßgutes veränderlich ist. Die Pumpen, die für solche Pressen verwendet werden, erhalten z. B. ein durch Feder- bzw. Gewichtsbelastung regelbares, in die Druckleitung eingeschaltetes Sicherheitsventil, das bei Erreichung des gewünschten Druckes durch ein Ubertragungs- ,: gestänge das Saugventil der Pumpe anhebt und dies offenhält, bis der Druck wieder heruntergegangen ist. Die Pumpe arbeitet in dieser Zeit an und für sich weiter, ist aber unwirksam gemacht. Diese selbsttätige Ausschaltung der Pumpe muß nun bei den bekannten Ausführungen in jedem Falle dem gewünschten Höchstdruck im Arbeitszylinder angepaßt werden. Damit wird aber auch, was unzweckmäßig ist, der hydraulische Leerhubdruck für die Vorschubzylinder je nach

der veränderten Einstellung des Arbeitsdruckes verschieden hoch.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtungen ist der, daß bei der Umschaltung der Pumpe von den Vorschubzylindern auf die Arbeitszylinder ein Druckabfall dadurch eintritt, daß das Wasser im Arbeitszylinder praktisch überhaupt nicht unter Druck gestanden hat und eine gewisse Zeit vergeht, ίο ehe der Druckausgleich erfolgt ist. Diese Unterbrechung oder Verlängerung der Druckperiode kann besonders dann nachteilige Folgen haben, wenn es sich um Preßvorgänge bei erhöhter Werkstücktemperatur handelt. Zweck der Erfindung ist nun, eine Vorrichtung zu schaffen, die auch bei Benutzung eines einzelnen einstufigen Druckwassererzeugers erlaubt, den Höchstdruck in den Vorschubzylindern einer solchen Presse völlig ao unabhängig von dem jeweils gewünschten Höchstdruck in den Arbeitszylindern einzustellen und zwangläufig einen Druckausgleich zwischen Vorschub- und Arbeitszylindern herbeizuführen, der den geschilderten Druckabfall verhindert. Erreicht wird dies zunächst dadurch, daß der Druckwassererzeuger — beispielsweise eine einstufige Pumpe — auf die Vorschubzylinder unmittelbar und auf die Arbeitszylinder über eine von der Vorschubzylinderleitung abzweigende Umleitung wirkt, die bei Erreichung des Höchstdrucks in den Vorschubzylindern selbsttätig geöffnet wird. Die zu den Arbeitszylindern führende Umleitung wird dabei durch eine an sich bekannte Überströmvorrichtung geschlossen, durch die der Höchstdruck in den Vorschubzylindern unabhängig vom Höchstdruck in den Arbeitszylindern regelbar ist. Weiter stehen die Arbeitszylinder mit einer ebenfalls an sich bekannten, einstellbaren Auslösevorrichtung in Verbindung, durch die das Saugventil der Pumpe unwirksam gemacht wird und mit welcher der höchste Druck in den Arbeitszylindern unabhängig vom Höchstdruck in den Vorschubzylindern geregelt werden kann. Für den Fall schließlich, daß der Leerhubdruck höher als der Arbeitsdruck gewählt wird, ist noch eine Vorrichtung vorgesehen, die, wenn nach Erreichung des höchsten Vorschubdruckes die Überströmvorrichtung geöffnet wird und Druckausgleich zwischen den Vorschub- und den Arbeitszylindern eingetreten und somit der resultierende Druck geringer geworden ist als der höchste Vorschubdruck, verhindert, daß die Überströmeinrichtung wieder schließt und der Zufluß von der Pumpe zu den Arbeitszylindern wieder geschlossen wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß nach beendetem Leerhub und Freigabe des Preßwasserzufiusses zu den Arbeitszylindern die zu letzteren führende Umleitung selbsttätig offengehalten wird.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt schließlich noch darin, daß die Vorschubzylinder mit Rücksicht auf den höchst zulässigen Pumpendruck dimensioniert verhältnismäßig klein ausfallen können. Wenn die Drücke der Arbeits- und Vorschubzylinder nicht unabhängig voneinander geregelt werden können, müssen die Vorschubkolben mindestens so groß gewählt werden, daß sie auch beim kleinsten Wert, der für den Druck im Arbeitszylinder vorgesehen ist, die Leerhubarbeit zu verrichten in der Lage sind. Die Leerhubzeit würde dann natürlich mit abnehmendem Arbeitsdruck größer werden, während durch die vorliegende Erfindung bei gleichem Hub auch die Vorschubzeit stets die gleiche bleiben kann, unabhängig davon, wie groß der Druck in den Arbeitszylindern gewählt wird.

In vielen Anlagen würde die Ausführung von Vorschubzylindern unwirtschaftlich, gegebenenfalls konstruktiv ganz unmöglich werden, nämlich dann, wenn der niedrigste Arbeitsdruck stark vom höchsten abweicht.

An Hand der Zeichnung soll die neue Vorrichtung näher erläutert werden.

Als Beispiel ist eine Presse gewählt mit einem Arbeitszylinder α und zwei Vorschubzylindern b und c. Selbstverständlich gilt das Gesagte auch für jede andere Verbindung, z. B. für eine Presse mit zwei Arbeitszylindern und einem Vorschubzylinder. Mit d ist eine Einstufenpumpe mit dem Saugventil e und dem Druckventil / bezeichnet. Von dem Druckstutzen der Pumpe d führt eine Leitung t zu den Vorschubzylindern b und c. g ist die vom Druck im Arbeitszylinder a abhängige Auslösevorrichtung, die hier z. B. regelbar durch Gewichte h belastet ist und bei Überschreitung des durch die Gewichte h ausgeglichenen Ventildrucks mit der Hebelübertragung i das Saugventil e anhebt. Die Gewichte h entsprechen dem gewünschten Höchstdruck im Arbeitszylinder a.

Die Umschaltvorrichtung kann z. B. aus einem geschmiedeten Stahlkörper k bestehen, in dem die vom Druck in den Vorschubzylindem b, c abhängig gemachte, aus einem durch ein Gewicht I belasteten Ventil 11 bestehende Überströmvorrichtung untergebracht ist. In dem Körper k befinden sich ferner ein Rückschlagventil ni und ein Absperrorgan n, deren Sitze zusammen mit demjenigen des Ventils u durch eine Bohrung ν miteinander in Verbindung stehen. Von der Bohrung ν zweigt vor dem Ventil u eine Umleitung t¹ zu der Leitung t und hinter dem Ventil m eine Leitung r zu dem Arbeitszylinder a ab, während das Ventil m durch eine Leitung q mit

dem Vorfüllbehälter p in Verbindung steht, von dem eine Rückleitung χ zu dem Absperrorgan η führt. Die Leitung r ist durch eine Leitung y mit der Auslösevorrichtung g verbunden.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise. Wenn die Presse in Tätigkeit treten soll, wird zunächst das Ventil η geschlossen und gleichzeitig die Pumpe d in Betrieb gesetzt. ίο Der Arbeitszylinder α steht durch die Leitungen q und r über das Rückschlagventil m mit dem Vorfüllbehälter p in Verbindung, so daß sich das Rückschlagventil m öffnen kann. Da der Zylinder α drucklos ist, wird der Preßstempel durch die Kolben der Vorschubzylinder b und c angehoben, und das Wasser kann aus dem Vorfüllbehälter p frei in den Zylinder α fließen. Selbstverständlich wird der Querschnitt der Leitungen q und r so ao groß gewählt, daß die Füllung des Zylinders a mindestens der höchsten Hubgeschwindigkeit der Kolben der Zylinder b und c entspricht. Beispielsweise mögen die Vorschubzylinder b und c unter einer Höchstspannung von etwa 300 Atm. stehen, während die Höchstspannung im Arbeitszylinder ο etwa 150 Atm. betragen soll. Die Gewichte / und h sind entsprechend eingestellt. Durch die Leitung t wird zunächst das Preßwasser in die Zylinder b und c gefüllt, bis durch die Leitung f¹ der Druck unter dem Λ'εηίίΐ u der Auslösevorrichtung den eingestellten Höchstdruck erreicht hat. Dann wird der Gegendruck des Gewichtes I überwunden, das Rückschlagventil m schließt den Arbeitszylinder α vom Vorfüllbehälter p ab, und die Vorschubzylinder werden durch den Umleitungskanal ν mit dem Arbeitszylinder in Verbindung gebracht, so daß der gewünschte Druckausgleich eintritt. Gleichzeitig ist durch Freiwerden des Verbindungskanals ν die Verbindung von der Pumper/ über die Leitungent, t¹, V und r zum Arbeitszylinder α geschaffen. Die Pumpe arbeitet jetzt auch auf den Arbeitszylinder, dessen Höchstdruck durch das Ventil g und die Gewichte h geregelt wird. Es ist also tatsächlich erreicht, daß der Vorschubdruck von dem jeweils gewünschten höchsten Arbeitsdruck unabhängig ist und umgekehrt. Der Nachteil des Druckabfalls in der Presse, der bei den bekannten Ausführungen eintritt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung völlig aufgehoben.
Natürlich wird an der Vorrichtung nichts geändert, wenn z. B. der Vorschubdruck aus irgendwelchen Gründen niedriger bemessen wird als der Arbeitsdruck. Für den Fall, daß der Vorschubdruck höher ist als der Arbeitsdruck, muß verhindert werden, daß nach Erreichung des höchsten Vorschubdruckes und eingetretenem Druckausgleich zwischen ] Vorschubzylindern und Arbeitszylinder der Zufluß von der Pumpe zum Arbeitszylinder wieder abgeschnitten wird. In dem gewählten Ausführungsbeispiel dient hierzu der Hebel, w, der sich, sobald das Ventil u angehoben ist, unter den das Gewicht I tragenden Arm legt und dadurch das Ventil u selbsttätig offenhält. Leerhubzeiten und Vorschubdruck können in bekannter Weise durch Einstellen der Überströmvorrichtung u, I natürlich auch hier geregelt werden.

Das Ablassen des Preßwassers geschieht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Öffnen des Absperrventils n, wobei das Wasser beim Zurückgehen der Kolben durch die Leitung χ in den Behälter/) zurückgedrückt wird. Gleichzeitig wird der Hebel w von Hand wieder umgelegt, so daß das Ventil 11. wieder wirksam werden kann. Soll die Presse erneut geschlossen werden, so ist nur das Ventil η zu schließen.

Das gezeichnete Ausführungsbeispiel zeigt, daß die wenigen Handgriffe, die notwendig sind, in der Umschaltvorrichtung selbst liegen, die also gleichzeitig auch die selbsttätige Steuerung darstellt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Umschaltvorrichtung für hydraulische Pressen, die mit getrennten Vorschub- und Arbeitszylindern und mit einem für alle Zylinder gemeinsamen Druckwassererzeuger ausgerüstet sind, und bei denen nach beendetem Leerhub selbsttätig auf den Arbeitshub umgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckerzeuger (d) mit den Vorschubzylindern (b, c) unmittelbar und mit dem Arbeitszylinder (a) über eine von der Vorschubzylinderleitung (t) abzweigende, sich bei Erreichung des Höchstdruckes in den Vorschubzylindern in bekannter Weise selbsttätig öffnende Umleitung (t¹, v, r) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, in die Umleitung (v) eingebaute Überströmvorrichtung (u, I), welche den Höchstdruck in den Vorschubzylindern (b, c) unabhängig vom Höchstdruck in dem Arbeitszylinder (α) regelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, mit dem Arbeitszylinder (α) verbundene Auslösevorrichtung (g), die den Höchstdruck in dem Arbeitszylinder unabhängig vom Höchstdruck in den Vorschubzylindern (b, c) regelt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen selbsttätig wirkenden Feststellhebel (w), der sich

nach vollendetem Leerhub der Presse und nach Freigabe des Preßwasserzuflusses zu dem Arbeitszylinder (α) unter den Ventilbelastungsarm (7) der die Umleitung steuernden Überströmeinrichtung (u, I) legt und dadurch die Umleitung (v) selbsttätig derart offenhält, daß sie sich beim Sinken des Drucks unter den Höchstdruck in den Vorschubzylindern nicht von selbst wieder schließen kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen